Выталкивающая сила (сила Архимеда): Fa =4,9 - 3,9 = 1.0 Н
Формула для силы Архимеда записывается как: Fa = ρ*g*V Объем шарика: V = Fa / (ρ*g) = 1 / (1000*9,8) = 1,02*10⁻⁴ м³ или V≈100 см³ (здесь ρ - плотность ВОДЫ)
Если шарик цельный, то его объем должен быть: V₁ = m / ρ₁
Массу шарика вычислим по формуле: m=F/g = 4,9 / 9,8 = 0,5 кг или m=500 г
Из таблицы плотностей находим плотность ковкого чугуна: ρ₁ = 7,2 г/см³
Пусть масса воды в сосуде изначально m1 = 0,5 кг, а масса льда в сосуде изначально m2 = 0,02 кг. Нач температура t1 = 0°C, конечная температура t2 = 19°C, Δt=19°C - 0°C = 19°C. Количество теплоты, которое требуется для того, чтобы находящиеся в сосуде вода и лед превратились в воду с температурой в 19 градусов это Q1 = m2*λ + (m1+m2)*c*19°C. Пусть масса водяного пара, введенного в сосуд = m. Количество теплоты, которое выделится при конденсации этого пара и охлаждении получившейся воды Q2 = m*r + m*c*(100°C - 19°C). λ - это удельная теплота плавления льда λ = 340000 Дж/кг, c - это удельная теплоемкость воды, c = 4200 Дж/(кг*°C). r - это удельная теплота парообразования (конденсации) воды. r=2300000 Дж/кг,
Fa =4,9 - 3,9 = 1.0 Н
Формула для силы Архимеда записывается как:
Fa = ρ*g*V
Объем шарика:
V = Fa / (ρ*g) = 1 / (1000*9,8) = 1,02*10⁻⁴ м³ или V≈100 см³ (здесь ρ - плотность ВОДЫ)
Если шарик цельный, то его объем должен быть:
V₁ = m / ρ₁
Массу шарика вычислим по формуле:
m=F/g = 4,9 / 9,8 = 0,5 кг или m=500 г
Из таблицы плотностей находим плотность ковкого чугуна:
ρ₁ = 7,2 г/см³
Тогда:
V₁ = 500 / 7,2 ≈ 70 см³
Значит ИМЕЕТСЯ ПОЛОСТЬ объемом:
V₂ = V-V₁ = 100-70 = 30 см³
Количество теплоты, которое требуется для того, чтобы находящиеся в сосуде вода и лед превратились в воду с температурой в 19 градусов это
Q1 = m2*λ + (m1+m2)*c*19°C.
Пусть масса водяного пара, введенного в сосуд = m. Количество теплоты, которое выделится при конденсации этого пара и охлаждении получившейся воды Q2 = m*r + m*c*(100°C - 19°C).
λ - это удельная теплота плавления льда
λ = 340000 Дж/кг,
c - это удельная теплоемкость воды,
c = 4200 Дж/(кг*°C).
r - это удельная теплота парообразования (конденсации) воды.
r=2300000 Дж/кг,
уравнение теплового баланса:
Q1 = Q2
m2*λ + (m1+m2)*c*19°C = m*r + m*c*(100°C - 19°C) ,
m2*λ + (m1+m2)*c*19°C = m*(r + c*81°C),
m =(m2*λ + (m1+m2)*c*19°C)/(r+ c*81°C),
m = ( 0,02*340000 + (0,5+0,02)*4200*19 )/(2300000 + 4200*81) =
= ( 6800 + 41496)/(2640200) ≈ 0,0183 кг = 18,3 грамма